Общая движущая сила коррозионного процесса

Антикоррозионная защита инструмента и оборудования

1 Раздел: Основные понятия о процессах коррозии

Лекция 1

Корро́ зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение материалов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер. Применительно к полимерам существует понятие «старение», аналогичное термину «коррозия» для металлов. Например, старение резины из-за взаимодействия с кислородом воздуха или разрушение некоторых пластиков под воздействием атмосферных осадков, а также биологическая коррозия. Однако механизмы и кинетика процессов коррозии для неметаллов и металлов будут разными.

Значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами. 1) экономический – имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии медицинского оборудования, изделий и инструментов.

2) повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с тяжелыми последствиями, так как от качества и надежности медицинских технических устройств непосредственным образом может зависеть здоровье и жизнь людей.

3) сохранность металлического фонда. Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам энергии и воды.

Самым определяющим является экономический фактор. Это по сути - главная движущая сила большинства прикладных коррозионных исследований.

Классификация коррозионных процессов

Оценка коррозионной стойкости металлов

Общая движущая сила коррозионного процесса

1 Классификация коррозионных процессов. По механизму протекания различают химическую, электрохимическую и биокоррозию металлов. Химическая коррозия – взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одной стадии (например, окисление железа при нагревании на воздухе).

Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).

Микробиологическая коррозия – это коррозионное разрушение металлов при воздействии микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности.

Часто инициирование электрохимической коррозии металлов вызвано микроорганизмами. Бактерии могут вырабатывать серную, муравьиную, уксусную и другие карбоновые кислоты, деполяризовать катодные участки коррозионных микрогальванических элементов, окислять ионы металлов и ассимилировать электроны с поверхности металлов. Биоповреждениям подвержены металлические поверхности, пластмассы, контактирующие с биологическими жидкостями.

По условиям протекания коррозии, которые весьма разнообразны, различают следующие виды коррозии:

1) газовую коррозию – коррозию металлов в газах при высоких температурах (например, окисление и обезуглероживание стали при нагревании);

2) атмосферную – коррозию металлов в атмосфере воздуха, а также любого влажного газа (например, ржавление стальных конструкций в цехе или на открытом воздухе);

3) жидкостную коррозию – коррозию металлов в жидкой среде в неэлектролите (бром, расплавленная сера, органический растворитель, жидкое топливо) и в электролите (кислотная, щелочная, солевая, морская, речная коррозия, коррозия в расплавленных солях и щелочах). В зависимости от условий взаимодействия среды с металлом различают жидкостную коррозию металла при полном, неполном и переменном погружении; коррозию в неперемешиваемой (спокойной) и перемешиваемой (движущейся) коррозионной среде;

4) подземную коррозию – коррозию металлов в почвах и грунтах (например, ржавление подземных стальных трубопроводов);

5) структурную коррозию, связанную со структурной неоднородностью металла (например, ускорение коррозионного процесса в растворах H₂SO₄ и HCl катодными включениями: карбидами в стали, графитом в чугуне, интерметаллидом CuAl₂ в дюралюминии);

6) биокоррозию – коррозию металлов под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов (например, усиление коррозии стали в грунтах сульфат – редукционными бактериями);

7) коррозию внешним током – электрохимическую коррозию металлов под воздействием тока от внешнего источника (например, растворение стального анодного заземления станции катодной защиты подземного трубопровода);

8) коррозию блуждающим током – электрохимическую коррозию металла (например, подземного трубопровода) под воздействием блуждающего тока;

9) контактную коррозию - электрохимическую коррозию, вызванную контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите (например, коррозия в морской воде деталей из алюминиевых сплавов, находящихся в контакте с медными деталями);

10) щелевую коррозию – усиление коррозии в щелях и зазорах между металлами (например, в резьбовых и фланцевых соединениях стальных конструкций, находящихся в воде);

11) коррозию под напряжением – коррозию металлов при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений;

12) коррозионную кавитацию – разрушение металла, вызванное одновременно коррозионным и ударным воздействием внешней среды;

13) коррозию при трении (коррозионная эрозия) – разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения;

14) фреттинг-коррозию – коррозию металлов при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды.